Die ZigBee Gebäudesteuerung Lichtsteuerung

Die ZigBee Gebäudesteuerung

Was ist ZigBee

ZigBee ist ein Industriestandard zur drahtlosen Gebäudesteuerung.
Die ZigBee WLAN Funknetztechnik basiert auf IEEE 802.15.4 und ist als standardisierte Gebäudesteuerung konzipiert.
Verschiedene Aktoren kommunizieren mittels dieses Standards untereinander, senden und empfangen Steuerbefehle, die verschlüsselt weitergegeben werden. Die einzelnen Module sind für einen wartungsfreien Einsatz in unzugänglichen Bereichen konzipiert. Geräte können als Endgerät, Router oder Koordinator agieren. So wird ein Netzwerk aufgebaut, mit dem sich alle Aufgaben der Gebäudeautomatisation darstellen lassen. ZigBee Komponenten arbeiten mit geringen Übertragungsraten und zeichnen sich so durch geringe Leistungsaufnahmen aus.
Unter der ZigBee Alliance haben sich viele namhafte Unternehmen zusammengeschlossen, die den Standard gemeinsam weiterentwickeln. Dabei sind die IEEE 802.15.4 als auch ZigBee offene Plattformen.

Was kann ZigBee

Mit ZigBee fähigen Komponenten lassen sich alle Bereiche der Gebäudesteuerung, Industriesteuerung und Smart-Home abbilden.
Von der Anlagensteuerung, der Übertragung und Auswertung von Daten über die Überwachungstechnik bis zur Lichtsteuerung können alle Komponenten sicher gesteuert und überwacht werden. Steuerung, Überwachung und Automatisation von Geräten im Gebäude und untereinander ist damit möglich – z.B. zwischen Lichtschalter und Leuchte, Lichtsensor und LED Hallenstrahler, Präsenzmelder und LED Lichtbandsystem.

Technik

Das ZigBee Protokoll weist eine geringe Komplexität auf. Datenübertragungen und ein Wechsel aus dem Schlafmodus können so sehr schnell durchgeführt werden.
Ebenso weisen ZigBee Komponenten eine geringe Leistungsaufnahme aus. Damit können auch batteriegetriebene Sensoren lange wartungsfrei betrieben werden.
Die Zigbee Frequenzen liegen in lizenzfreien ISM-Bändern um 868 MHz (915 MHz für die USA) bzw. 2,4 GHz. Die Daten werden in Paketen von bis zu 128 bytes gesendet. Standardmäßig werden 64 Bit IEEE Adressen als auch 16 Bit Kurzadressen zur Identifizierung verwendet. Ist das Netzwerk eingerichtet, kann die Kurzadresse verwendet werden. Das Netzwerk ist so in der Lage über 65000 Knoten zu verwalten.
Optional besteht auch die Möglichkeit der Zeitsynchronisation.
Je nach Gerät wird eine Sendeleistung von bis zu 100 Metern erreicht.
ZigBee unterstützt mehrere Netzwerktopologien wie Punkt zu Punkt, Punkt zu Gruppe und die Vernetzung aller Punkte.

ZigBee Netzwerk

Mit ZigBee Komponenten ist es möglich, ein Netzwerk aufzubauen, in dem alle Komponenten untereinander kommunizieren und das Signal weiterleiten. So können große Entfernungen überbrückt und auch große Gebäude komplett abgedeckt werden.
Das Protokoll unterstützt dabei sowohl eine Kollisionsvermeidung, Wiederholungen als auch Bestätigungen der Befehlspakete.

ZigBee Geräte

Es gibt einfache Endgeräte mit eingeschränkter Funktionalität (RFD – Reduced Function Device), Router mit voller Funktionalität (FFD – Full Function Device) und Koordinatoren für das Netzwerk. Die Geräte kommunizieren untereinander – auch vollkommen autark. Sternförmige Netzwerke können zwischen einfachen Endgeräten (RFD) und einem Router (FFD) errichtet werden, dezentrale Netzwerke zwischen Geräten mit voller Funktionalität (FFD). Sämtliche Wir sind heller Netzwerkkomponenten arbeiten als Full-Function-Devices, und damit als Router, was eine ständige Erreichbarkeit aller Funkknoten sicher stellt.

ZigBee industrial Standard

Der industrial Standard erfüllt die Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit für die Anwendung im Industrie- und Gewerbebereich. Der industrial Standard basiert auf einem mehrstufigen Sicherheitskonzept. Darunter eine 128-Bit AES Verschlüsselung und die Anmeldung über ein Trustcenter, in welchem alle Komponenten verifiziert werden müssen.

Schnittstellen

Bei Bedarf kann ZigBee mittels Schnittstellen in ein übergeordnetes oder untergeordnetes System der Gebäudeautomatisation eingebunden werden.

> KNX
> 1-10V
> DALI